Thiết kế bài dạy Vật lý: Dạy học những ứng dụng kĩ thuật của Vật lý

Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh
Khoa Vật lý

Seminar
Thiết kế bài dạy Vật lý

Đề tài:

D

ọc những ứng dụng kĩ t uật của Vật lý

Sin viên t ực hiện đề tài:
1.
2.
3.
4.
5.

Nguyễn Lê Anh
Nguyễn Ngọc Phương Dung
Nguyễn Tố Ái
Trịnh Ngọc Diểm
Trần Hữu Cầu

Giảng viên ướng dẫn: Mai Hoàng Phương

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2013

Dạy học những ứng dụng kĩ thuật của Vật lý

Lời mở đầu
“Kiến thức là cái gì chết cứng, còn trường học phục vụ cái sống”
- Albert Einstein -

Một trong những nhiệm vụ cơ bản của trường phổ thông là đào tạo con người mới, những
người lao động có tri thức và có năng lực thực hành, tự chủ năng động và sáng tạo, sẵn sàng
tham gia lao động sản xuất và các hoạt động xã hội,… Nguyên tắc kĩ thuật tổng hợp đảm bảo
cho nhà trường gắn liền với thực tế cuộc sống, với sản xuất – xã hội, học đi đôi với hành; Nó
có ý nghĩa đặc biệt, quy định cấu trúc của học vấn và sự phát triển toàn diện của người học
sinh.
Sự tiến bộ không ngừng của khoa học công nghệ ảnh hưởng trực tiếp đến nguyên tắc,
chức năng kĩ thuật, chức năng sản xuất và cả chức năng lao động của con người. Khoa học
kĩ thuật đã trở thành lực lượng sản xuất trực tiếp, là một trong những tiền đề vật chất đẩy
nhanh sự phát triển kinh tế xã hội của loài người. Vai trò của con người trong nền sản xuất
hiện đại dần dần quy về việc kiểm tra, điều khiển các hệ thống sản xuất tự động, quản lý điều
chỉnh mối quan hệ giữa các yếu tố của nền kinh tế – xã hội,… Điều đó đòi hỏi con người phải
có trình độ kiến thức tổng hợp, toàn diện, đồng thời có chuyên môn sâu của lĩnh vực nghề
nghiệp.
Môn Vật lý với đặc điểm và phương pháp riêng đã đóng vai trò cơ bản trong việc giáo
dục kĩ thuật tổng hợp cho học sinh.
Dạy học các ứng dụng kĩ thuật của Vật lý có vai trò to lớn trong việc hình thành kiến thức
Vật lý và kĩ năng giải quyết vấn đề của học sinh.

Nhóm tác giả

2

Dạy học những ứng dụng kĩ thuật của Vật lý

I.

Giáo dục kĩ t uật tổng hợp trong d y học Vật lý

1. Nội dung giáo dục kĩ t uật tổng hợp trong d y học Vật lý
Vật lý gắn bó mật thiết với khoa học và công nghệ, là cơ sở của nhiều ngành kĩ thuật và
sản xuất, là cơ sở của nội dung giáo dục kĩ thuật tổng hợp. Trong dạy học Vật lý cần làm cho
học sinh hiểu và nắm vững các vấn đề chính như sau:
a. Những nguyên tắc khoa học, kĩ thuật và công nghệ cơ bản, chung của các quá
trình sản xuất chính
Trong quá trình dạy học Vật lý, cần phân tích để làm sáng tỏ các nguyên tắc Vật lý trong
hoạt động của các thiết bị khác nhau, các nguyên lý cơ bản của điều khiển máy, phương tiện
kĩ thuật, thiết bị thông tin liên lạc, thiết bị quang học,… Giới thiệu để học sinh hiểu được cơ
sở của năng lượng học, kĩ thuật điện tử học kĩ thuật tính toán, kĩ thuật nhiệt, kĩ thuật liên quan
đến quốc phòng,… Các nguyên lí bảo toàn, nguyên lí thế năng cực tiểu, nguyên lí sự nổi, sự
bay,… Nguyên lí chế tạo, sử dụng công cụ lao động, thiết kế chế tạo dụng cụ thí nghiệm, các
mẫu sản phẩm, vật dụng,…
Qua việc nghiên cứu các khả năng, hình thức và phương pháp ứng dụng các định luật các
lí thuyết Vật lý cần chỉ ra cho học sinh hiểu và nắm được nguyên lý khoa học chung của các
quá trình sản xuất chính như: Quá trình sản xuất cơ khí, sản xuất tự động, quá trình sản xuất
gia công vật liệu, sản xuất, truyền tải và sử dụng điện năng,…
Bằng việc thực hiện các thí nghiệm Vật lý, giải quyết các bài toán kĩ thuật, tổ chức tham
quan, ngoại khóa,… cần bồi dưỡng tri thức, kĩ năng về tổ chức lao động khoa học và quản lý
kinh tế – kĩ thuật, đồng thời cho học sinh hiểu biết thêm các nguyên lý kĩ thuật chung, hiểu về
đối tượng lao động, công cụ lao động và sức lao động trong quá trình sản xuất xã hội.
b. Các phương hướng cơ bản của tiến bộ khoa học – kĩ thuật
Cùng với việc chiếm lĩnh các nguyên lý khoa học, kĩ thuật và công nghệ, cần làm cho học
sinh lĩnh hội được vấn đề kinh tế – xã hội của kĩ thuật, các phương hướng cơ bản của tiến bộ
khoa học – kĩ thuật, bao gồm:
Các yếu tố và cấu trúc của các hệ kĩ thuật, nguyên tắc và chức năng của kĩ thuật mới, đó
là cơ sở của tiến bộ khoa học và công nghệ, của các phương pháp sản xuất mới. Ví dụ:
Nghiên cứu các đối tượng và quá trình kĩ thuật về vật dẫn, điện môi, nam châm điện, máy
biến thế, các thiết bị điện khác nhau,… Giáo viên cần phân tích rõ các dạng sản xuất hoặc
máy móc và vật liệu tương ứng như các loại vật liệu điện, các dụng cụ, thiết bị điện tử,… Từ
đó, cho thấy xu hướng tiến bộ kĩ thuật của chúng, đó là điện tử học và điện kĩ thuật, là cơ sở
của quá trình sản xuất bán tự động và tự động,…
Các tư tưởng khoa học hiện đại và xu hướng phát triển của kĩ thuật và công nghệ sản xuất
như: Cơ khí hóa nền sản xuất quốc dân, sản xuất và truyền tải điện năng, sản xuất và gia công
vật liệu mới, sử dụng năng lượng nguyên tử, tự động hóa sản xuất, quang cụ và kĩ thuật đo
lường, điện tử và tin học,…

3

Dạy học những ứng dụng kĩ thuật của Vật lý
Việc giới thiệu đặc điểm, phương hướng phát triển của một số ngành nghề trong nền kinh
tế quốc dân, của tiến bộ khoa học – kĩ thuật và những dự báo về nhu cầu của thời đại,… có ý
nghĩa to lớn trong việc bồi dưỡng tri thức, chuẩn bị cơ sở tâm lý và hướng nghiệp cho học
sinh.
c. Rèn luyện các kĩ năng và thói quen thực hành
Rèn luyện các kĩ năng cơ bản về sử dụng các dụng cụ thí nghiệm Vật lý, các công cụ sản
xuất phổ biến như: Hệ thống thao tác đo đạc, đọc các giá trị, lựa chọn dụng cụ với cấp độ
chính xác thích hợp,… quy tắc lắp ráp, kiểm tra, vận hành bảo quản các thiết bị, động cơ,
máy móc,… Cần cho học sinh hiểu bản chất Vật lý của cấu trúc kĩ thuật, làm quen với việc
thực hiện các yêu cầu kĩ thuật cũng như kế hoạch làm việc.
Rèn luyện các kĩ năng tính toán, sử dụng bản vẽ, đồ thị, tự thiết kế và chế tạo các dụng
cụ, mô hình phục vụ học tập, giải bài toán kĩ thuật,… nhằm phát triển năng lực sáng tạo và
rèn luyện thói quen thực hành cho học sinh.
Việc vận dụng các kiến thức Vật lý vào giải quyết những nhiệm vụ kĩ thuật và rèn luyện
các kĩ năng là yếu tố cần thiết để rèn luyện tác phong làm việc khoa học, xây dựng ý thức và
thói quen thực hành, bồi dưỡng năng lực hoạt động thực tiễn cho học sinh.

2. Các biện p áp giáo dục kĩ t uật tổng hợp trong d y học Vật lý
a. Giảng dạy kiến thức Vật lý đảm bảo tính hệ thống, vững chắc, liên hệ chặt chẽ với
kĩ thuật, sản xuất và đời sống
Việc lựa chọn tài liệu học tập có giá trị khoa học lớn và có xu hướng thực tiễn, đặc biệt về
kĩ thuật và công nghệ cho mỗi đề tài, bài học Vật lý là rất cần thiết, muốn vận dụng được kiến
thức khoa học vào thực hành thì điều trước tiên là phải hiểu và nắm vững kiến thức ấy. Muốn
giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho học sinh thì không những làm cho họ nắm vững hệ thống kiến
thức Vật lý mà còn nhận thức được các nguyên lý kĩ thuật cơ bản, thấy được con đường vận
dụng định luật vào trong cấu trúc và hoạt động của máy móc, dụng cụ. Việc lựa chọn và giải
các bài toán kĩ thuật, việc mở rộng các bài học trong điều kiện sản xuất cụ thể, với các số liệu
kĩ thuật được xác định, cho phép học sinh làm quen với những tình huống sản xuất, với hoạt
động kinh tế – kĩ thuật ở địa phương, từ đó rèn luyện kĩ năng cần thiết và phát triển tư duy kĩ
thuật cho họ.
b. Lựa chọn phương pháp dạy học góp phần phát triển năng lực sáng tạo kĩ thuật của
học sinh
Sử dụng rộng rãi các sơ đồ, mô hình, thiết bị kĩ thuật, phim, video về các quá trình sản
xuất và kĩ thuật,… Chỉ rõ cho học sinh hiểu nguyên lí khoa học – kĩ thuật của các quá trình
sản xuất, của tiến bộ khoa học – kĩ thuật – công nghệ.
Giải những bài tập có nội dung kĩ thuật sản xuất. Tổ chức sưu tầm, lựa chọn và giải các
bài tập có tính kĩ thuật, số liệu rút ra từ nền sản xuất địa phương, phù hợp với thực tế…

4

Dạy học những ứng dụng kĩ thuật của Vật lý
Cho học sinh tìm hiểu, sưu tập và chuẩn bị các báo cáo bổ sung cho bài học, trao đổi
trong các nhóm, tổ chức hoạt động ngoại khóa. Tham gia nghiên cứu thiết kế hoặc chế tạo cải
tiến các dụng cụ, thiết bị thí nghiệm, các mô hình phục vụ học tập,…
Tổ chức bài học Vật lý tại trường, cơ sở sản xuất, trung tâm khoa học kĩ thuật với nội
dung và hình thức phù hợp. Học sinh không những được nghiên cứu các nguyên tắc Vật lý
của máy móc, dụng cụ mà trực tiếp thấy rõ quá trình sản xuất thực tế sự hoạt động của thiết
bị, máy móc.
c. Tăng cường công tác thực hành, làm thí nghiệm Vật lý và rèn luyện kĩ năng thực
hành cho học sinh
Thí nghiệm thực hành Vật lý có ý nghĩa đặc biệt quan trọng không chỉ rèn luyện các kĩ
năng sử dụng dụng cụ đo lường, đọc vẽ sơ đồ kĩ thuật, tính toán mà còn hình thành thói quen
thực hành, rèn luyện tác phong làm việc khoa học cho học sinh. Song song với công tác thực
nghiệm trên lớp hoặc ở phòng thí nghiệm, cần thiết cho học sinh làm bài tập ở nhà, bài tập
thực hành bắt buộc hoặc tự chọn có nội dung kĩ thuật.
d. Giới thiệu các phương hướng phát triển và tiến bộ khoa học kĩ thuật
Tùy theo đặc điểm và yêu cầu của mỗi bài học Vật lý, mỗi đề tài cụ thể, cần giới thiệu
cho học sinh hiểu biết các phương hướng phát triển cơ bản như sau: Cơ học là cơ sở phát
triển ngành kĩ thuật cơ khí, Vật lý phân tử và nhiệt học là cơ sở phát triển ngành gia công vật
liệu mới, Điện học là cơ sở phát triển các ngành Kĩ thuật điện và Điện tử…cùng những dạng
sản xuất, các đối tượng và quá trình kĩ thuật tương ứng.
Việc giới thiệu các tiến bộ khoa học – kĩ thuật cùng các thong tin về sự phát triển kinh tế,
kĩ thuật cảu đất nước và ở địa phương có tác dụng củng cố niềm tin, kích thích hứng thú học
tập, là cơ sở định hướng nghề nghiệp cho học sinh.
e. Tổ chức các hoạt động tham quan, ngoại khóa về Vật lý – kĩ thuật
Tổ chức tham quan các cơ sở sản xuất, trung tâm nghiên cứu và ứng dụng tiến bộ kĩ thuật,
cho phép học sinh làm quen với thực tế của tổ chức sản xuất, các quá trình công nghệ, hoạt
động của thiết bị máy móc.
Việc tổ chức sinh hoạt các nhóm ngoại khóa, học sinh sưu tập, nghiên cứu sách báo, tạp
chí kĩ thuật, nghe báo báo cáo khoa học, thi sáng tạo kĩ thuật, trò chơi Vật lý có tác dụng rèn
luyện kĩ năng thực hành, phát triển hứng thú và năng lực sáng tạo kĩ thuật của học sinh.

II.

Ứng dụng kĩ t uật trong Vật lý

1. K ái niệm về ứng dụng kĩ t uật của Vật lý
Các ứng dụng của các định luật, nguyên lý, hiệu ứng,… Vật lý trong kĩ thuật và đời sống
(gọi là các ứng dụng kĩ thuật) được hiểu là các đối tượng, thiết bị máy móc (hoặc hệ thống
các đối tượng thiết bị máy móc) được chế tạo và sử dụng với mục đích nào đó trong kĩ thuật
và đời sống mà nguyên tắc hoạt động của chúng dựa trên các định luật, nguyên lý, hiệu ứng
đó.
5